2022年高三生物一轮复习 11.43微生物的培养与应用教学案 新人教版

2022年高三生物一轮复习 11.43微生物的培养与应用教学案 新人教版考纲要求1.微生物的分离和培养。2.某种微生物数量的测定。3.培养基对微生物的选择作用。考点一微生物的实验室培养1培养基的分析(1)据物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型()(2)培养基中一般都含有水、碳源、氮源和无机盐四种成分()(3)在配制培养基时，除满足营养需求外，还应考虑pH、O2及特殊营养物质的需求()2无菌技术(连一连)3纯化大肠杆菌(1)制备固体培养基的流程(2)纯化大肠杆菌的方法常用的微生物接种方法有平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法：是通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作，将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基的表面。稀释涂布平板法：是将菌液进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面，进行培养。易错警示(1)自养微生物与异养微生物所需的营养物质不同：自养微生物所需的碳源、氮源来自含碳、含氮的无机物，而异养微生物需要的碳源、氮源来自含碳、含氮的有机物，因此可根据培养基中营养物质判断微生物的代谢类型。含氮无机物不但能给自养微生物提供氮源，也能作为能源物质，提供能量，如NH3既作为硝化细菌的氮源也作为能源。(2)配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项：倒平板的适宜温度是50 左右，温度过高会烫手，过低培养基又会凝固。平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。(3)平板划线操作的注意事项：第一次划线及每次划线之前都需要灼烧接种环。灼烧接种环，待其冷却后才能伸入菌液，以免温度太高杀死菌种。划线时最后一区不要与第一区相连。划线用力大小要适当，防止用力过大将培养基划破。1下列无菌操作中，错误的是()A无菌操作的目的是防止杂菌污染B用酒精擦拭双手的方法对操作者进行消毒C实验操作过程应在酒精灯火焰附近进行D玻璃器皿(吸管、培养皿)可用酒精擦拭答案D解析对操作者应用较温和的方法进行消毒。实验操作过程应在酒精灯火焰附近进行，防止瓶口的微生物污染培养基。对无菌操作用到的玻璃器皿要用干热灭菌的方法彻底消灭其中的微生物，用酒精擦拭不能达到目的。2下列是用于从土壤中分离纯化土壤细菌的培养基配方。请回答：试剂牛肉膏蛋白胨NaCl琼脂水用量5 g10 g5 g20 g1 000 mL (1)培养基的类型有很多，但培养基中一般都含有水、碳源、_和无机盐。上述培养基配方中能充当碳源的成分是_。培养基配制完成以后，一般还要调节pH，并对培养基进行_处理。该培养基从物理性质上分类属于_。(2)分离纯化微生物最常使用的接种方法是_和_。(3)假设培养结束后，发现培养基上菌落连成一片，可能的原因是什么？(列举两项)_。答案(1)氮源牛肉膏和蛋白胨灭菌固体培养基(2)平板划线法稀释涂布平板法(3)稀释倍数不够，菌液的浓度太高；划线时，划完第一次没有灭菌即接着划第二次；培养过程中灭菌不严格，受到了其他微生物的污染(任选两个)解析培养基中都应含有水、无机盐、碳源和氮源。配制培养基时加入了琼脂，因此该培养基属于固体培养基。培养基配制完成后要调pH和灭菌。牛肉膏、蛋白胨中含碳元素，可作为有机碳源。分离纯化微生物一般用平板划线法和稀释涂布平板法。平板划线法中每次划线前都要将接种环灼烧灭菌，以杀死上次划线时接种环上残留的菌种；采用稀释涂布平板法时稀释度要足够高，否则会使微生物不能分散成单个细胞。1微生物和动植物营养要素的比较项目碳源氮源能源无机盐、水动物糖类、脂肪等蛋白质或其降解物同碳源都需要，种类及功能基本相同微生物异养型糖类、脂肪、醇、有机酸等蛋白质或其降解物、铵盐、硝酸盐、N2等同碳源自养型CO2、碳酸盐等NH3、铵盐、硝酸盐等氧化无机物或利用光能绿色植物铵盐、硝酸盐光能2消毒和灭菌比较比较项目理化因素的作用强度消灭微生物的数量芽孢和孢子能否被消灭消毒较为温和部分生活状态的微生物不能灭菌强烈全部微生物能3.两种纯化细菌的方法的比较项目优点缺点平板划线法可以观察菌落特征，对混合菌进行分离不能计数稀释涂布平板法可以计数，可以观察菌落特征吸收量较小，较麻烦，平板不干燥效果不好，容易蔓延4培养基的营养构成(1)各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐。(2)不同培养基要满足不同微生物对pH、特殊营养物质及氧气的需求。考点二分解尿素的细菌的分离与计数1完善土壤中分解尿素的细菌的分离与计数(1)分离原理：土壤中细菌之所以能分解尿素，是由于它们体内能合成脲酶，这种物质在把尿素分解成无机物的过程中起到催化作用。(2)统计菌落数目：统计样品中的活菌一般用稀释涂布平板法。(3)实验流程：土壤取样样品的稀释微生物的培养与观察细菌的计数。2判断正误(1)只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素()(2)筛选分解尿素的细菌应以尿素作为培养基中的唯一氮源()(3)统计样品中的活菌一般用平板划线法()(4)在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变蓝，则说明筛选到分解尿素的细菌()易错警示(1)在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出平均值，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。如果某个平板的菌落数与其他差别甚远，说明该平板操作过程中出现失误，应舍弃。(2)统计的菌落往往比活菌的实际数目低。这是因为当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落。因此，统计结果一般用菌落数而不是用活菌数来表示。3自然界中的微生物往往是混杂生长的。人们在研究微生物时一般要将它们分离提纯，然后进行数量的测定。下面是对大肠杆菌进行数量测定的实验，请回答有关问题。实验步骤：(1)制备稀释倍数为102、103、104、105、106的系列稀释液。(2)为了得到更加准确的结果，你选用_法接种样品。(3)适宜温度下培养。结果分析：(1)测定大肠杆菌数时，在对应稀释倍数为106的培养基中，得到以下几种统计结果，正确可信的是_，其理由是_。A一个平板，统计的菌落数是230B两个平板，统计的菌落数是220和260，取平均值240C三个平板，统计的菌落数分别是210、50和520，取平均值260D四个平板，统计的菌落数分别是210、300、240和250，取平均值250(2)一同学在稀释倍数为105的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每毫升样品中的菌落数是_(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1 mL)。(3)用这种方法测定的大肠杆菌密度，实际活菌数量要比测得的数量_，因为_。答案实验步骤：(2)稀释涂布平板结果分析：(1)D在设计实验时，一定要涂布至少三个平板作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性；在分析实验结果时，要考虑所设置的重复组的结果是否合理(2)2.34108(3)多当两个或多个细菌连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落解析实验步骤：为了得到更加准确的结果，应用稀释涂布平板法接种样品。结果分析：(1)选取多个菌落数相差不大的平板计数，取其平均值。(2)2340.11052.34108。(3)因为菌落可能由两个或多个细菌连在一起生长而成，所以实际活菌数量要比测得的数量多。1筛选菌株的原理微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。2统计菌落数目的方法(1)显微镜直接计数法原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。方法：用计数板计算。缺点：不能区分死菌与活菌。(2)间接计数法(活菌计数法)原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。操作：a.设置重复组，增强实验的说服力与准确性。b为了保证结果准确，一般选择菌落数在30300的平板进行计数。计算公式：每克样品中的菌株数(CV)M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积(mL)，M代表稀释倍数。3鉴定分解尿素的细菌(1)原理：CO(NH2)2H2OCO22NH3；由于NH3的产生，培养基碱性增强，pH升高，因此可通过检测pH的变化来判断该化学反应是否发生。(2)方法：以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂，培养某种细菌，若指示剂变红，则pH升高，说明该种细菌能分解尿素。4对照原则的运用(1)判断培养基中是否有杂菌污染，需将未接种的培养基同时进行培养。(2)判断选择培养基是否具有筛选作用，需设立牛肉膏蛋白胨培养基进行接种后培养，观察两种培养基上菌落数目，进行对比得出结论。考点三分解纤维素的微生物的分离1纤维素酶(1)组成：一种复合酶，它至少包括三种组分，即C1酶、Cx酶和葡萄糖苷酶。(2)作用：纤维素纤维二糖葡萄糖2筛选方法(1)方法：刚果红染色法，即通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌。(2)培养基：以纤维素为唯一碳源的选择培养基。3筛选流程土壤取样选择培养梯度稀释将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上挑选产生透明圈的菌落。易错警示对选择培养基的选择方法区分不清(1)在培养基中加入某种化学物质。例如，加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌；加入高浓度的食盐可以得到金黄色葡萄球菌。这里的加入是在主要营养成分完整的基础上加入。(2)改变培养基中的营养成分。例如缺乏氮源时可以分离出固氮微生物；石油作为唯一碳源时，可以分离出能消除石油污染的微生物。(3)改变微生物的培养条件。例如，将培养基放在高温环境下培养，可以得到耐高温的微生物。4纤维素分解菌能够产生纤维素酶分解纤维素。回答下列问题：(1)在筛选纤维素分解菌的过程中，通常用_染色法，这种方法能够通过颜色反应直接对纤维素分解菌进行筛选。甲同学在实验时得到了如图所示的结果，则纤维素分解菌位于()A B C D(2)乙同学打算从牛胃中分离纤维素分解菌并计数，与分离醋酸菌相比，进行培养时除了营养不同外，最主要的实验条件差别是_。该同学采用活菌计数法统计的菌落数目往往比活菌的实际数目_。(3)丙同学在提取和分离纤维素酶的过程中，为了抵制外界酸和碱对酶活性的影响，采取的措施是向提取液和分离液中添加_。若探究纤维素酶活性的最适温度，如何设置对照？_。答案(1)刚果红A(2)保证无氧环境小(低)(3)缓冲溶液不同的温度梯度之间相互对照解析(1)刚果红与纤维素形成的红色复合物在纤维素被分解后将不再形成，则在培养基上出现以纤维素分解菌为中心的透明圈。(2)牛胃是一个厌氧的环境，所以其中的纤维素分解菌与需氧的醋酸菌培养条件有所不同。因是活菌计数法，所以部分死亡菌无法计数。另外当两个或多个细菌连在一起时平板上只观察到一个菌落，所以偏小。(3)探究最适温度可设置一系列的温度梯度相互对照，其他无关变量要适宜。1两种菌株筛选原理的比较土壤中分解尿素的细菌分解纤维素的微生物选择培养基的成分：尿素作为唯一的氮源鉴定方法：在培养基中加入酚红指示剂，若指示剂变红，pH升高，说明细菌能分解尿素选择培养基的成分：纤维素作为唯一的碳源鉴定方法：刚果红染色法，即刚果红与纤维素形成红色复合物，当纤维素被分解后，培养基出现以纤维素分解菌为中心的透明圈2选择培养基与鉴别培养基的比较种类制备方法原理用途举例选择培养基培养基中加入某些化学物质依据某些微生物对某些物质或环境条件的嗜好、抗性而设计从众多微生物中分离所需的微生物加入青霉素分离得到酵母菌和霉菌鉴别培养基培养基中加入某种指示剂或化学药品依据微生物产生的某种代谢产物与培养基中的特定试剂或化学药品反应，产生明显的特征变化而设计鉴别不同种类的微生物伊红美蓝培养基可以鉴别大肠杆菌3分离纤维素分解菌的几个关键步骤(1)分离纤维素分解菌的实验中先用选择培养基，再用鉴别培养基。选择培养基为液体培养基，以纤维素作为碳源和能源的微生物可以正常生长，而其他绝大多数微生物不能正常生长；因培养基中无凝固剂，为液体培养基，利用液体培养基能使营养成分充分消耗，以增加纤维素分解菌的浓度。(2)鉴别培养基含琼脂，为固体培养基，因为要在培养基上形成我们肉眼可见的菌落。刚果红染色法应用的就是此培养基。